一种化工热交换器用铝合金型材的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种化工热交换器用铝合金型材的制备方法，该铝合金型材各元素组成的质量百分比为：Si0.2-0.4、Mg2.6-3.4、Zn1.2-1.8、Mn0.6-1.2、Ni0.4-0.8、Cr0.3-0.6、Cu0.08-0.14、Ti0.25-0.45、Fe0.1-0.2、Nb0.3-0.5、Sn0.2-0.3、Pt0.05-0.1、As0.04-0.07、Sc0.03-0.05、Pm0.02-0.03、Gd0.01-0.02，余量为Al。本发明制得的铝合金型材综合性能优异，强度高，抗疲劳性好，在恶劣环境下耐腐蚀性强，使用寿命长，完全满足化工热交换器性能要求。
【专利说明】一种化工热交换器用铝合金型材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种化工热交换器用铝合金型材的制备方法，属于铝合金材料加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，可加工成各种型材，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。化工热交换器接触到的化学介质都具有一定的腐蚀作用，因此，耐腐蚀性是衡量化工热交换器性能好坏的重要标准，是铝合金热交换器降低成本、提高寿命的关键。然而目前铝合金热交换器在综合性能、耐腐蚀性能上已经无法满足化工日益恶劣的工作环境和条件。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种化工热交换器用铝合金型材的制备方法，提高其耐腐蚀性能，延长其使用寿命。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
一种化工热交换器用铝合金 型材的制备方法，包括以下步骤:
(I)按照元素质量百分数满足下列要求:Si 0.2-0.4、Mg 2.6-3.4、Zn 1.2-1.8,Mn 0.6-1.2、Ni 0.4-0.8、Cr 0.3-0.6、Cu 0.08-0.14、Ti 0.25-0.45、Fe 0.1-0.2、Nb0.3-0.5、Sn 0.2-0.3、Pt 0.05-0.K As 0.04-0.07, Sc 0.03-0.05, Pm 0.02-0.03, Gd
0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至745-755°C，待炉料全部熔化，搅拌25-35min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740°C，精炼时间为10-15min，精炼完毕后静置20_30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为 690-710°C，铸造速度为 14-18mm/min ；
(2)将铸坯进行均匀化处理:先以80-120°C /h升温至180-240°C，保温2_3h，再以70-900C /h 升温至 360-390°C，保温 4_6h，然后以 60_80°C /h 降温至 220_250°C，保温 3_4h，再以 100-150°C /h 升温至 450-480°C，保温4_8h，然后以 140_180°C /h 降温至 160_180°C，保温1-2h，空冷至室温，然后以200-250°C /h升温至490-520°C，保温5_10h，再以120_160°C /h降温至220-250°C，保温3-5h，空冷至室温；
(3)将均匀化处理后的铸锭预热至425-455?，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为410-430°C，挤压速率为2-4mm/s ；
(4)上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至220-240°C，保温4-6h，然后以60-80°C/h升温至350-380°C，保温2-3h，再以70-90°C /h降温至170_190°C，保温5_10h，然后放入0-5°C冰盐水中降温至50°C以下，取出以80-120°C /h升温至180_220°C，保温5_8h，再以 100-150°C /h 升温至 475-495 °C，保温 l_2h，然后以 80_120°C /h 降温至 250_280°C，保温4-6h，再以70-90°C /h升温至370-410°C，保温2_3h，然后以100_150°C /h降温至160-190°C，保温5-10h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.5-0.8% ；
(5)将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先以90-110°C /h升温至190-21 (TC，保温 5-10h，再以 40-60°C /h 降温至 70_90°C，保温 10_15h，再以 30_50°C /h 升温至140-160°C，保温8-12h，空冷至室温，再以40_60°C /h升温至95_105°C，保温10_15h，
空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
[0005]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化钾15-20、氯化钠10-15、氟钛酸钾4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4_8、橄榄石5_10、重晶石3_6、光卤石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸钠1-2、木质素磺酸钙2-3 ；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，720-750°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1180-1240°C煅烧l_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸1丐，2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
[0006]本发明的有益效果:
本发明制得的铝合金型材综合性能优异，强度高，抗疲劳性好，在恶劣环境下耐腐蚀性强，使用寿命长，完全满足化工热交换器性能要求。
[0007]【具体实施方式】
一种化工热交换器用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足下列要求:Si0.2-0.4、Mg 2.6-3.4、Zn 1.2-1.8,Mn 0.6-1.2, Ni 0.4-0.8, Cr 0.3-0.`6, Cu 0.08-0.14, Ti 0.25-0.45, Fe 0.1-0.2, Nb0.3-0.5、Sn 0.2-0.3、Pt 0.05-0.K As 0.04-0.07, Sc 0.03-0.05, Pm 0.02-0.03, Gd
0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至750°C，待炉料全部熔化，搅拌30min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为735°C，精炼时间为15min，精炼完毕后静置30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为705°C，铸造速度为16mm/miη ；
(2)将铸坯进行均匀化处理:先以120°C/h升温至220°C，保温2h，再以80°C /h升温至370°C，保温5h，然后以70°C /h降温至250°C，保温3h，再以120°C /h升温至475°C，保温5h，然后以160°C /h降温至170°C，保温lh，空冷至室温，然后以240°C /h升温至510°C，保温8h，再以150°C /h降温至230°C，保温4h，空冷至室温；
(3)将均匀化处理后的铸锭预热至435°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为410°C，挤压速率为3mm/s ；
(4)上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至220°C，保温6h，然后以80°C/h升温至3700C，保温2h，再以90°C /h降温至180°C，保温8h，然后放入1°C冰盐水中降温至50°C以下，取出以120°C /h升温至210°C，保温6h，再以150°C /h升温至490°C，保温lh，然后以IOO0C /h降温至270°C，保温5h，再以80°C /h升温至390°C，保温3h，然后以120°C /h降温至180°C，保温8h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.7% ；
(5)将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先以95°C/h升温至205°C，保温7h，再以50°C /h降温至80°C，保温15h，再以40°C /h升温至155°C，保温10h，空冷至室温，再以50°C /h升温至105°C，保温12h，空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
[0008]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量(kg)的原料:氯化钾15、氯化钠15、氟钛酸钾6、元明粉4、玻璃粉8、冰晶石粉6、橄榄石8、重晶石4、光卤石3、硬脂酸0.5、三聚磷酸钠2、木质素磺酸钙2 ；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，735°C煅烧3h，冷却至室温后放入浓度为20%的盐酸溶液中浸泡lh，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1180°C煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸H2500rpm高速研磨15min,待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至820°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌25min,喷射造粒，即得精炼剂。
[0009]所得的铝合金型材经检验力学性能为:抗拉强度361Mpa，屈服强度为254Mpa，伸长率为16.6%ο·
【权利要求】
1.一种化工热交换器用铝合金型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 按照元素质量百分数满足下列要求:Si 0.2-0.4, Mg 2.6-3.4、Zn 1.2-1.8, Mn0.6-1.2, Ni 0.4-0.8, Cr 0.3-0.6, Cu 0.08-0.14, Ti 0.25-0.45, Fe 0.1-0.2, Nb0.3-0.5、Sn 0.2-0.3、Pt 0.05-0.K As 0.04-0.07, Sc 0.03-0.05, Pm 0.02-0.03, Gd0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至745-755°C，待炉料全部熔化，搅拌25-35min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740°C，精炼时间为10-15min，精炼完毕后静置20_30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为 690-710°C，铸造速度为 14-18mm/min ； (2)将铸坯进行均匀化处理:先以80-120°C/h升温至180-240°C，保温2_3h，再以70-900C /h 升温至 360-390°C，保温 4_6h，然后以 60_80°C /h 降温至 220_250°C，保温 3_4h，再以 100-150°C /h 升温至 450-480°C，保温4_8h，然后以 140_180°C /h 降温至 160_180°C，保温1-2h，空冷至室温，然后以200-250°C /h升温至490-520°C，保温5_10h，再以120_160°C /h降温至220-250°C，保温3-5h，空冷至室温； (3)将均匀化处理后的铸锭预热至425-455?，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为410-430°C，挤压速率为2-4mm/s ； (4)上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至220-240°C，保温4-6h，然后以60-80°C/h升温至350-380°C，保温2-3h，再以70_90°C /h降温至170_190°C，保温5_10h，然后放入0-5°C冰盐水中降温至50°C以下，取出以80-120°C /h升温至180_220°C，保温5_8h，再以 100-150°C /h 升温至 475-495 °C，保温 l_2h，然后以 80_120°C /h 降温至 250_280°C，保温4-6h，再以70-90°C /h升温至370-410°C，保温2_3h，然后以100_150°C /h降温至160-190°C，保温5-10h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.5-0.8% ；· (5)将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先以90-110°C/h升温至190-210°C，保温 5-10h，再以 40-60°C /h 降温至 70_90°C，保温 10_15h，再以 30_50°C /h 升温至140-160°C，保温8-12h，空冷至室温，再以40_60°C /h升温至95_105°C，保温10_15h，空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
2.根据权利要求1所述的化工热交换器用铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化钾15-20、氯化钠10-15、氟钛酸钾4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4-8、橄榄石5_10、重晶石3_6、光卤石2_4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸钠1-2、木质素磺酸钙2-3 ；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，720-750°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1180-1240°C煅烧l_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸1丐，2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
【文档编号】C22C21/08GK103710590SQ201310688497
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】吴贤春 申请人:芜湖万润机械有限责任公司